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#Novedades de la industria
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Resolver los problemas de lubricación asociados a los combustibles con bajo contenido en azufre
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Stolt Tankers, operador de buques quimiqueros, comparte su opinión sobre cómo los principales motores podrán hacer frente a los combustibles con menor contenido de azufre una vez que entre en funcionamiento la OMI 2020
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En 2014, Stolt Tankers comenzó a desarrollar la serie C38 de buques cisterna para productos químicos. Los buques debían ser, en la medida de lo posible, a prueba de futuro dentro de los parámetros de la evolución reglamentaria conocida y esperada. Uno de los parámetros fue la OMI 2020, el reglamento que obliga a los buques a quemar combustible con un contenido de azufre del 0,5% a partir del 1 de enero de 2020.
Los quimiqueros C38 son propulsados por motores principales WinGD 6RT-flex-50D. En estos motores, la inyección de combustible, la sincronización de la válvula de escape, la duración de la inyección de combustible y la duración de la inyección de aceite del cilindro son programables. Stolt Tankers ha ajustado estos motores para maximizar su eficiencia.
Los datos son capturados desde el motor y monitoreados tanto a bordo como en tierra. La compañía utiliza un sistema que permite comparar los motores C38 en toda la flota. Estos motores de carrera ultra larga incorporan inyección electrónica de combustible de riel común de alta presión y tiempos de válvulas y funcionan a temperaturas más altas que las generaciones anteriores, una característica clave para reducir las emisiones.
Internamente, las camisas de los cilindros están afiladas en la meseta. Esta trama cruzada de la superficie del revestimiento tiene por objeto proporcionar una mejor lubricación. El lubricante está destinado a desplazarse a lo largo de los canales, reduciendo la evaporación del lubricante y el consumo. Además, el bruñido tiene mejores características de soporte de carga.
En un artículo titulado "Incrementar el rendimiento en los albores de la era digital. A Chemical Tankers' Shipowner Experience" presentado por José González de Stolt Tankers en el Congreso CIMAC de este año, la compañía señaló que estos motores eran muy sensibles a pequeños cambios en los parámetros.
Laca negra
El resultado fue un aumento de la laca negra, una sustancia extremadamente dura que se desarrolla en las camisas de los cilindros, aumentando la resistencia asociada a las camisas. Una de las causas de ello fue la baja carga del motor; la naturaleza de su funcionamiento hizo que los buques cisterna para productos químicos C38 trabajaran a menudo dentro de esta gama de motores que producen lacas negras. Como resultado, en algunos casos el bruñido de la meseta se cubrió con laca y la laca negra también cubrió las zanjas de lubricación con aceite en las paredes del cilindro.
Por el contrario, se esperaba que el bruñido de la meseta proporcionara a los C38 un menor consumo de aceite en comparación con las generaciones anteriores. La formación de laca negra no había sido un problema con los motores de la generación anterior, que funcionaban a temperaturas más bajas y presiones de los cilindros más bajas. La laca negra en los buques cisterna para productos químicos de la generación anterior, que funcionaba con fuelóleo pesado, tampoco se había utilizado en las operaciones de carga reducida. El mayor contenido de azufre producía ácido sulfúrico en el funcionamiento con carga reducida que disolvía la laca.
Aunque la causa de la laca negra no se entiende completamente, se cree que proviene de una combinación de subproductos de la combustión y componentes de combustible no quemados. Se cree que se condensan en las camisas de los cilindros en operaciones de baja carga. Los nuevos motores de alta eficiencia funcionan a presiones más altas, que reducen el punto de rocío en los gases de escape, aumentando la probabilidad de condensación en el cilindro. El cilindro también está más frío debido a la necesidad de mantener temperaturas más bajas para reducir las emisiones.
Para combatir este efecto, los actuadores mecánicos de la bomba de combustible de los buques cisterna para productos químicos C38 se convirtieron en control electrónico, para optimizar las bajas cargas y reducir el lacado negro.
La cuidadosa combinación de un aceite lubricante con el número de base correcto (BN) con un combustible residual también ayudó a neutralizar la formación de la laca negra. Sin embargo, los autores del trabajo encontraron que esto era muy difícil de replicar fuera del laboratorio.
El objetivo práctico de Stolt Tankers no era eliminar la laca negra, sino minimizar su producción mediante el control de su acumulación y el aumento de las tasas de alimentación de aceite del cilindro a medida que se producía la acumulación. Las pequeñas cantidades de laca negra así generadas podrían ser tratadas en la próxima revisión del motor.
Monitoreo diligente
Stolt Tankers también ha desarrollado mejores prácticas en cuanto a la monitorización del BN residual de las mediciones de drenaje debajo del pistón; cuando el BN residual se mueve fuera de un rango aceptable, los ingenieros responden rápida y eficazmente para evitar daños en el motor. Esto incluye la gestión de las temperaturas del agua de refrigeración, un mejor control de la inyección y la atomización del combustible a bajas cargas, y la limitación del tiempo de funcionamiento de los motores a bajas cargas.
Otro problema que Stolt Tankers experimentó con motores de mayor eficiencia fue un aumento en la sensibilidad de la calidad del combustible. Inicialmente, se pensó que había contaminantes en el combustible, como los productos de plástico, que causaban fugas en las unidades de control de inyección electrónica. Las unidades de control de inyección electrónica ofrecen beneficios sustanciales en comparación con la inyección tradicional de varilla de empuje controlada por levas, lo que permite un mejor control del tiempo y la duración de la inyección. Esta microgestión del combustible debería producir un mejor consumo de combustible y menos piezas mecánicas que ofrezcan una mayor longevidad y menos revisiones. Sin embargo, Stolt Tankers descubrió que las fugas estaban aumentando el tiempo de inactividad de las unidades de control de inyección electrónica.
Stolt Tankers no encontró una respuesta definitiva al problema. En el artículo, los autores señalaron que se instalaron nuevos purificadores de combustible y se actualizaron los procedimientos para el tratamiento a bordo del combustible a fin de lograr la mayor calidad posible.
El documento también destaca los esfuerzos de Stolt Tankers para crear un entorno digital uniforme en toda su flota de 100 buques. La empresa explota buques cisterna de diferentes generaciones y ha desarrollado un sistema interno de recogida de datos de los motores. En los motores más antiguos, esto se veía obstaculizado por la falta de sistemas de datos modernos. En los nuevos motores se presentó un problema diferente; aunque los motores modernos tienen una gran cantidad de datos en tiempo real generados por los sistemas asociados, Stolt Tankers se mostró reticente a abandonar sus sistemas propietarios e integrarse con los sistemas de Stolt.
Esta es una preocupación a largo plazo para la empresa, que está invirtiendo en software específico resistente a los ataques cibernéticos. Además, la empresa está desarrollando sistemas que ofrecen a los empleados una mejor visibilidad de cómo interactúan los sistemas dentro de la empresa. Reconoce que no todo el mundo puede tener los mismos conocimientos, lo que puede dar lugar a conflictos entre las partes interesadas que podrían considerar que su área específica de responsabilidad es más importante. Según el documento, Stolt Tankers ha superado esta situación al dejar de optimizar áreas específicas del negocio y de considerar el sistema en su conjunto.
La compañía ha descubierto que el uso de sistemas y tecnologías de a bordo conectados para aumentar la comunicación y agilizar los procesos administrativos ha ayudado a optimizar la rentabilidad de la flota y a reducir el número de casos en los que los deseos de las partes interesadas superan los objetivos generales de la organización.